JP4527415B2 - レーザ加工機 - Google Patents

Description

本発明は、レーザ加工ヘッドの移動位置に関わらずレーザ光の光路長が略一定になるようにしたレーザ加工機に関する。

レーザ加工機においては、ワークの加工はレーザ加工ヘッドを移動させながら行うが、レーザ加工ヘッドの移動に伴ってレーザ光の光路長が変化してしまうとレーザ光の集光度も変化してしまって加工品質を一定に保てなくなる。そこで、レーザ加工ヘッドの移動位置にかかわらずレーザ光の光路長が略一定になるようにしたレーザ加工機が種々提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

図８は、従来のレーザ加工機の構造の一例を示す模式図である。図中の符号２００は、レーザ光を発生させるレーザ発振器であり、符号２０１は、移動駆動されながらワークにレーザ光を照射するレーザ加工ヘッドである。符号２０２は、ワークを載置するための加工テーブルであり、符号２０３，２０４は、レーザ発振器２００からレーザ加工ヘッド２０１にレーザ光を導く導光部である。そして、レーザ発振器２００の近傍には反射鏡２０５ａが配置され、導光部２０３の端部には反射鏡２０５ｂ，２０５ｅが配置され、これらの反射鏡２０５ｂ，２０５ｅに対向する位置であって導光部２０３の内部には反射鏡２０５ｃ，２０５ｄが配置され、反射鏡２０５ｅに対向する位置には反射鏡２０５ｆが配置され、反射鏡２０５ｆに対向する位置であって導光部２０４の側には反射鏡２０５ｇが配置されていて、レーザ発振器２００にて発生されたレーザ光Ｌが、反射鏡２０５ａ→２０５ｂ→２０５ｃ→２０５ｄ→２０５ｅ→２０５ｆ→２０５ｇの順に反射されてレーザ加工ヘッド２０１に導かれるようになっている。これらの反射鏡のうち、符号２０５ｃ，２０５ｄで示す反射鏡は光路長調整用ブロック２０６に支持されていて、レーザ加工ヘッド２０１の移動量に応じて移動され、レーザ発振器２００からレーザ加工ヘッド２０１までの光路長が略一定に保たれるように構成されている。

特開２００２−３３６９７９号公報 特開平８−５２５８７号公報

ところで、レーザ発振器２００からレーザ加工ヘッド２０１までの光路長を略一定に保つことができれば加工品質も一定に保つことができるものの、加工品質を良好にするにはその光路長は短い程（つまり、短くて略一定である程）良い。

しかしながら、上述したレーザ加工機の場合、“光路長調整用の反射鏡２０５ｄ”と“導光部２０４側の反射鏡２０５ｇ”との間には少なくとも２つの反射鏡２０５ｅ，２０５ｆが配置されていて、レーザ光は、矢印Ａで示すような経路で迂回された後に導光部２０４に導かれるようになっており、レーザ光がこのように迂回する分だけ光路長が長くなってしまい、加工品質が悪くなるという問題があった。

また、導光部２０３，２０４は、埃等が侵入しないように密閉しておく必要があるが、その密閉のために蛇腹を使用した場合には反復駆動によって蛇腹が破損され易く、耐久性に劣るという問題があった。

本発明は、レーザ光の光路長を短く略一定として加工品質の悪化を防止するレーザ加工機を提供することを目的とするものである。

また、本発明は、耐久性に優れたレーザ加工機を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、図１に例示するものであって、レーザ光（Ｌ１）を発生させるレーザ光発生手段（２）と、該レーザ光発生手段（２）からのレーザ光（Ｌ１）を第１の方向（Ｘ）に導く第１導光部（４）と、該第１導光部（４）からのレーザ光を第２の方向（Ｙ）に導く第２導光部（５）と、該第２導光部（５）に近接して配置されると共に移動駆動されながら前記第１導光部（４）及び前記第２導光部（５）を通過してきたレーザ光をワークに照射するレーザ加工ヘッド（３）と、を備えたレーザ加工機（１）において、
移動可能に前記第１導光部（４）に配置されると共にレーザ光（Ｌ１）の反射位置が変更されることに基づきレーザ光の光路長を調整する第１反射手段（４０）と、
該第１反射手段（４０）に対向するように前記第２導光部（５）に支持されて、該第１反射手段（４０）にて反射されたレーザ光（Ｌ３）を前記第２導光部（５）に導き入れる第２反射手段（４１）と、を有し、
前記第２導光部（５）は、少なくとも一部分（５０）が前記第１導光部（４）に近接した状態で前記第１の方向（Ｘ）に沿って移動駆動され、
前記第２反射手段（４１）は、前記第２導光部（５）の側であって前記第１導光部に近接する部分（５０）に支持されていて、該第２導光部（５）と連動的に移動駆動され、
前記第１導光部（４）には、前記第２導光部（５）が近接する側に前記第１の方向（Ｘ）に沿って第１開口部（４ａ）が形成され、
該第１開口部（４ａ）に沿うように第１ベルト部材（Ｂ１）が配置され、
前記第２導光部に、前記第１ベルト部材による前記第１開口部の閉塞を部分的に解除してレーザ光の取り込みを可能とする第１移動ユニット（５０）を設け、
該第１ベルト部材（Ｂ１）は、前記第２導光部が近接する部分以外（Ｘ_２）では前記第１開口部（４ａ）を閉塞するように配置され、前記第２導光部が近接する部分（Ｘ_１）では、前記第１移動ユニットにより、前記第１開口部（４ａ）を閉塞しないように、前記第１導光部から離間した位置に配置されて前記第２導光部（５）へのレーザ光（Ｌ４）の導入を許容し、
前記第２反射手段（４１）は、前記第１移動ユニット（５０）に支持されて、前記第１導光部（４）の内部に突出する形で設けられており、
前記第１移動ユニット（５０）には、反射ミラー（５０４）を、前記第１導光部（４）から離間した位置に配置された状態の第１ベルト部材（Ｂ１）の第１開口部側に、前記第２反射手段（４１）から反射されたレーザ光を前記第２の方向（Ｙ）に反射し得るように設け、
前記第１ベルト部材（Ｂ１）は、スチールベルトであり、前記第１開口部（４ａ）には、該開口部（４ａ）の両縁部に沿ってマグネット（４３）を配置し、前記第２導光部（５）が近接する部分以外で前記第１ベルト部材（Ｂ１）と第１導光部（４）との間に隙間が生じないようにした、ことを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、図１至図３に示すように、前記レーザ加工ヘッド（３）は、前記第２導光部（５）に近接した状態で前記第２の方向（Ｙ）に沿って移動駆動され、
前記第２導光部（５）から前記レーザ加工ヘッド（３）へのレーザ光の導入は、前記レーザ加工ヘッド（３）と共に移動する第３反射手段（５１）により行われる、ことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、図３に示すように、前記第２導光部（５）には、前記第２の方向（Ｙ）に沿って第２開口部（５ａ）が形成され、
該第２開口部（５ａ）に沿うように第２ベルト部材（Ｂ２）が配置され、
該第２ベルト部材（Ｂ２）は、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分以外（Ｙ_２）では前記第２開口部（５ａ）を閉塞するように配置され、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分（Ｙ_１）では前記第２開口部（５ａ）を閉塞しないように配置されて前記レーザ加工ヘッド（３）へのレーザ光の導入を許容し、
前記第２ベルト部材（Ｂ２）は、スチールベルトであり、前記第２開口部（５ａ）には、該開口部の両縁部に沿ってマグネット（４３）を配置し、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分以外（Ｙ _２ ）で前記第２ベルト部材（Ｂ２）と第２導光部（５）との間に隙間が生じないようにした、ことを特徴とする。

なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。

請求項１に係る発明によれば、レーザ光の光路長を調整するための第１反射手段、及びレーザ光を第２導光部に導き入れるための第２反射手段は、互いに対向する位置に配置されているので、第１反射手段にて反射されてから前記第２導光部に導き入れられるまでの光路長を比較的短くすることができ、レーザ加工の加工品質を良好にできる。

また、第２反射手段は第２導光部と連動的に移動駆動されるように構成されているため、第２反射手段を移動駆動する手段の必要がなく、連動的に移動駆動しない場合に比べて構造を簡素化できる。また、第２反射手段は第２導光部と連動的に移動駆動されるように構成されているため、それらの相対位置関係は常に適正に維持され、前記第２反射手段から前記レーザ加工ヘッドにレーザ光を正確に導くことができる。

また、第１開口部は第１ベルト部材によって閉塞されているだけなので、該第１開口部を部分的に開口させるには第１ベルト部材を前記第１開口部から離間した位置に配置するだけで足りる。したがって、開口部の開閉を繰り返しても第１ベルト部材は傷みにくく、従来の蛇腹を用いる場合に比べて耐久性が向上される。

請求項２に係る発明によれば、第３反射手段は前記レーザ加工ヘッドと共に移動するように構成されているため、第３反射手段を移動駆動するための手段は必要なく、連動的に移動駆動しない場合に比べて構造を簡素化できる。また、第３反射手段は前記レーザ加工ヘッドと共に移動するように構成されているため、それらの相対位置関係は常に適正に維持され、前記第３反射手段から前記レーザ加工ヘッドにレーザ光を正確に導くことができる。

請求項３に係る発明によれば、第２開口部は第２ベルト部材によって閉塞されているだけなので、該第２開口部を部分的に開口させるには第２ベルト部材を前記第２開口部から離間した位置に配置するだけで足りる。したがって、開口部の開閉を繰り返しても第２ベルト部材は傷みにくく、従来の蛇腹を用いる場合に比べて耐久性が向上される。

以下、図１乃至図７に沿って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明に係るレーザ加工機の概略構造を説明するための模式図であり、図２は、本発明に係るレーザ加工機の全体構造の一例を示す外観斜視図であり、図３は、第１導光部から第２導光部への光取り込み部の詳細構造を示す斜視図である。また、図４は、図３のＥ−Ｅ断面図であり、図５は、図４のＦ−Ｆ断面図であり、図６は、図５の詳細断面図である。さらに、図７は、本発明に係るレーザ加工機の制御ブロック図である。

本発明に係るレーザ加工機は、図１及び図２に符号１で示すように、レーザ光Ｌ１を発生させるレーザ光発生手段２と、移動駆動されながらワークＷにレーザ光を照射するレーザ加工ヘッド３と、を備えている。そして、これらのレーザ光発生手段２とレーザ加工ヘッド３とは、レーザ光の光路である第１導光部４及び第２導光部５により連通されていて、レーザ加工ヘッド３は前記第１導光部４及び第２導光部５を通過してきたレーザ光をワークＷに照射するように構成されている。この内、第１導光部４は、前記レーザ光発生手段２からのレーザ光Ｌ１を第１の方向Ｘに導く光路であり、第２導光部５は、該第１導光部４からのレーザ光を第２の方向Ｙに導く光路である。なお、前記レーザ加工ヘッド３は前記第２導光部５に近接して配置されている。そして、第１導光部４には、図１に示すように、前記レーザ光発生手段２からのレーザ光Ｌ１を反射する第１反射手段４０が移動可能に配置されており、レーザ光の反射位置が変更されることに基づきレーザ光の光路長を調整するように構成されている（詳細は後述する）。また、この第１反射手段４０に対向するように前記第２導光部５には第２反射手段４１が支持されていて、該第１反射手段４０にて反射されてきたレーザ光Ｌ３を前記第２導光部５に導き入れるように構成されている。本発明によれば、これらの第１及び第２反射手段４０，４１は互いに対向する位置に配置されているので、第１反射手段４０にて反射されたレーザ光は（他の反射ミラーによって反射されたりせずに）最短距離で第２反射手段４１に到達することとなる。このように、第１反射手段４０にて反射されてから前記第２導光部５に導き入れられるまでの光路長を比較的短くすることができ、レーザ加工の加工品質を良好にできる。

ところで、上述した第２導光部５は、少なくとも一部分（図１乃至図４の符号５０参照）が前記第１導光部４に近接すると共に、その近接状態を維持したままで前記第１の方向Ｘに沿って移動駆動されるようにすると良い。具体的には、図２に示すように、前記第１の方向Ｘに沿うようにレール部材７ａ，７ｂを配置し、該レール部材７ａ，７ｂに第２導光部５を移動自在に支持させると共に、駆動手段８ａ，８ｂによって移動駆動されるように構成すると良い。

なお、前記第２導光部５が移動駆動される場合、如何なる移動位置においてもレーザ光を該第２導光部５に取り込めるようにする必要がある。そのためには、図３に示すように、前記第１の方向Ｘに沿った開口部（以下、“第１開口部”とする）４ａを、前記第１導光部４における前記第２導光部５（具体的には、符号５０で示す部分）が近接する側（図では上側に形成されているが、上側以外の側に形成されていても良い）に形成しておくと良い。この場合、上述した第２反射手段４１は、前記第１導光部４の側ではなく前記第２導光部５の側（特に、前記第１導光部４に近接する部分５０）に支持されていて、該第２導光部５と連動的に移動駆動されるように構成しておくと良い。具体的には、図４に詳示するように、第１開口部４ａを通って第１導光部４の内部に突出するようなブラケット５００を前記第２導光部５の側に取り付け、第２反射手段４１はそのブラケット５００に取り付けると良い。第２反射手段４１を前記第２導光部５の側に支持させなかった場合には、第２反射手段４１を移動駆動するための手段が（第２導光部５を移動駆動する手段とは別に）必要となって構造が複雑化するが、上述のように第２反射手段４１が第２導光部５と連動的に移動駆動されるようにした場合にはそのような手段は不要となり（つまり、第２導光部５を移動駆動する手段によって第２反射手段４１も移動駆動することができ）構造を簡素化できる。また、第２反射手段４１が第２導光部５と連動的に移動駆動されるようにした場合にはそれらの相対位置関係は常に適正に維持されるため、第２反射手段４１からレーザ加工ヘッド３にレーザ光を正確に導くことができる。

ところで、前記第２導光部５にレーザ光を取り込む部分（つまり、図４に符号Ｘ_１で示す部分であって、第２反射手段４１が配置された部分）では光取り込みのために前記第１開口部４ａを開口させておく必要があるものの、それ以外の部分（図４に符号Ｘ_２で示す部分）では、導光部内部への埃や異物の侵入を防止するために前記第１開口部４ａを閉塞しておく必要がある。そのためには、該第１開口部４ａに沿うように第１ベルト部材（図４の符号Ｂ１参照）を配置し、該第１ベルト部材Ｂ１は、前記第２導光部５が近接する部分以外Ｘ_２では前記第１開口部４ａを閉塞するように配置され、前記第２導光部５が近接する部分Ｘ_１では前記第１開口部４ａを閉塞しないように配置されて前記第２導光部５へのレーザ光の導入を許容するようにしておくと良い。このように、第１開口部４ａの閉塞にベルト部材Ｂ１を用いた場合には、該第１開口部４ａを部分的に開口させるには第１ベルト部材Ｂ１を前記第１開口部４ａから離間した位置に配置するだけで足りる。したがって、開口部の開閉を繰り返しても第１ベルト部材Ｂ１が傷みにくく、従来の蛇腹を用いる場合に比べて耐久性が向上される。

第１導光部４を形成する部材は、図３及び図５に詳示するように断面が略コ字状のものとし、第１開口部４ａは上側に配置すると良い。導光部内部への埃や異物の侵入を確実に防止するためには、
・ 第１ベルト部材Ｂ１と密着するシール部材を、図６に符号４２に示すように、開口部４ａの両縁部に沿って配置する方法（図では片側の縁部に沿って配置されるもののみを示す）
・ 図６に符号４３で示すように、第１開口部４ａの両縁部に沿ってマグネットを配置すると共に、第１ベルト部材Ｂ１としてスチールベルトを用いる方法（図では片側の縁部に沿って配置されるもののみを示す）
のいずれか、或いは両方を採用して、ベルト部材Ｂ１と第１導光部４との間に隙間が生じないようにすると良い。シール部材４２はウレタン製にすると良い。なお、図６に示すシール部材４２やマグネット４３は、導光空間４ｂを構成する部材（符号４４で示す部材）自体に形成されてはおらず板状の部材４５に形成されているが、部材４４自体に形成しても良い。

ところで、上述したように、前記第２導光部５が近接する部分（図４の符号Ｘ_１参照）では前記第１開口部４ａが閉塞されないような状態に第１ベルト部材Ｂ１を配置して前記第２導光部５へのレーザ光Ｌ４の導入を許容する必要があるが、そのためには、第１ベルト部材Ｂ１による第１開口部４ａの閉塞を部分的に解除してレーザ光の取り込みを可能とするユニット（以下、“第１移動ユニット”とする）５０を前記第２導光部５の側に設けると良い。以下、この第１移動ユニット５０の構造の一例について図３乃至図５を参照して説明する。

この第１移動ユニット５０は、前記第１導光部４と接するか微小間隙を開けた状態で移動するように構成すると良い。なお、図３ではこの第１移動ユニット５０は第２導光部５の端部に配置されているが、端部以外の位置に配置されていても良い。この第１移動ユニット５０の移動方向両端部（つまり、第１の方向Ｘの端部）であって第１開口部４ａに近接する位置には、回転自在なローラー５０１，５０３を少なくとも１本ずつ配置し（図３では１本ずつ、図４では２本ずつ）、移動方向中央部であって第１開口部４ａから離れた位置には、回転自在なローラー５０２を少なくとも１本（図３では２本、図４で４本）配置すると良い。そして、この中央部のローラー５０２の下方（第１開口部４ａに近接する方）には反射ミラー５０４等を配置して、第１導光部４からのレーザ光Ｌ４を前記第２の方向Ｙに反射するように構成すると良い。そして、上述した第１ベルト部材Ｂ１は、移動方向両端部のローラー５０１，５０３の下方を通り、ローラー５０２の上方を通るように配置すると良い。このように構成した場合、第１移動ユニット５０が前記第１の方向Ｘの如何なる位置に移動したとしても、レーザ光Ｌ４の光路を第１ベルト部材Ｂ１が遮蔽してしまうことはなく、第１導光部４から第２導光部５へのレーザ光Ｌ４の取り込みが可能となる。また、この第１移動ユニット５０が配置されている部分以外Ｘ_２では、第１ベルト部材Ｂ１はローラー５０１，５０３によって第１導光部４の側に密着されるので、導光部内部への埃や異物の侵入を確実に防止することができる。なお、第１ベルト部材Ｂ１が第１導光部４から離間した位置に配置される部分Ｘ_１では、図３に示すように、ローラー５０１，５０２，５０３を回転自在に支持する壁部５０５ａ，５０５ｂが立設されて第１ベルト部材Ｂ１と協働して第１開口部４ａを閉塞するため、導光部内部への埃や異物の侵入を確実に防止することができる。但し、一方の壁部５０５ａには、図５に示すように、孔部Ｇが形成されているので、第２導光部５の内部へのレーザ光Ｌ５の侵入は阻害されることは無い。また、図４に示すように、移動方向端部のローラー５０１，５０３よりも外側には、可撓性材料からなるへら部材５０６を配置し、ベルト部材Ｂ１の表面の埃や異物を除去できるようにしておくと良い。

一方、上述したレーザ加工ヘッド３は、前記第２導光部５に近接した状態で、前記第２の方向Ｙに沿って移動駆動されるようにすると良い。その場合、レーザ加工ヘッド３と第２導光部５とは近接していれば足り、レーザ加工ヘッド３の支持は、
・ 第２導光部５以外の部材で行うようにしても、
・ 第２導光部５で行うようにしても、
どちらでも良い。また、レーザ加工ヘッド３は、サドル（図２の符号６参照）を介して第２導光部５（或いは他の支持部材）に支持されるようにすると良い。

なお、前記レーザ加工ヘッド３が移動駆動される場合、如何なる移動位置においても前記第２導光部５からレーザ加工ヘッド３にレーザ光を取り込めるようにしておく必要がある。そのためには、第１導光部４の場合と同様に開口部（以下、“第２開口部”とする）５ａやベルト部材（以下、“第２ベルト部材”とする）Ｂ２や移動ユニット（以下、“第２移動ユニット”とする）６０等を設けると良い。これらの開口部やベルト部材等は上述したものとほぼ同様の構造であるため、以下に簡単に説明することとする。

第２開口部５ａは、図３に示すように、前記第２の方向Ｙに沿うように第２導光部５に形成すると良い。なお、図１及び図３に示すように、上述した反射ミラー５０４（つまり、第１導光部４からのレーザ光Ｌ４を、符号Ｌ５に示すように前記第２の方向Ｙに反射させるミラー）に対向する位置には第３反射手段５１を配置して、レーザ光Ｌ５を第２導光部５からレーザ加工ヘッド３に取り出せるようにしておく必要がある。この第３反射手段５１は、レーザ加工ヘッド３やサドル６の側に支持されていて、レーザ加工ヘッド３やサドル６と連動的に移動駆動されるように構成しておくと良い。第３反射手段５１をレーザ加工ヘッド３やサドル６の側に支持させなかった場合には、第３反射手段５１を移動駆動するための手段が（レーザ加工ヘッド３等を前記第２の方向Ｙに移動駆動する手段とは別に）必要となって構造が複雑化するが、上述のように第３反射手段５１を前記レーザ加工ヘッド３の側に支持させた場合にはそのような手段は不要となり（つまり、レーザ加工ヘッド３等を前記第２の方向Ｙに移動駆動する手段によって第３反射手段５１も移動駆動することができ）構造を簡素化できる。また、第３反射手段５１を前記レーザ加工ヘッド３の側に支持させた場合にはそれらの相対位置関係は常に適正に維持されるため、第３反射手段５１からレーザ加工ヘッド３にレーザ光を正確に導くことができる。

また、第２ベルト部材Ｂ２を第２開口部５ａに沿うように配置し、レーザ光を加工ヘッドの側に取り出す部分（つまり、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分）Ｙ_１では第２開口部５ａを閉塞しないようにしてレーザ光の導入を許容し、その他の部分（つまり、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分以外）Ｙ_２では第２開口部５ａを閉塞するようにしておくと良い。このように、第２開口部５ａの閉塞にベルト部材Ｂ２を用いた場合には、該第２開口部５ａを部分的に開口させるには第２ベルト部材Ｂ２を前記第２開口部５ａから離間した位置に配置するだけで足りる。したがって、開口部の開閉を繰り返しても第２ベルト部材Ｂ２が傷みにくく、従来の蛇腹を用いる場合に比べて耐久性が向上される。

第２導光部５を形成する部材は、図３に示すように断面が略コ字状のものとし、第２開口部５ａは上側に配置すると良い。この開口部５ａの両縁に沿うように、図６に示したシール部材４２やマグネット４３を配置しても良い。

さらに、第２移動ユニット６０は、上述した第１移動ユニット５０と同様の構造にすると良い。図３中、符号６０１，６０２，６０３は符号５０１，５０２，５０３に相当するローラーを示し、符号６０４はレーザ光を加工ヘッドの側に導く反射ミラーを示す。また、符号６０５ａ，６０５ｂは符号５０５ａ，５０５ｂに相当する壁部を示す。

なお、図２に示すように、レーザ加工ヘッド３及び第２導光部５の下方には、ワークＷを支持するためのワーク支持部９を配置すると良い。

ところで、上述した第１導光部４は、図１及び図２に示すように、前記レーザ光発生手段２の近傍から前記第１の方向Ｘに延設されている。

また、上述した第１反射手段４０は、図１に示すように、前記レーザ光発生手段２からのレーザ光Ｌ１を“該レーザ光Ｌ１が出射されてきた方向”に反射し返す（符号Ｌ３参照）リトロリフレクターとして構成されている必要がある。但し、図１に示す第１反射手段４０は、入射光Ｌ１に対して４５度の角度に傾けたミラー４０１と、その反射光Ｌ２に対して４５度の角度に傾けたミラー４０２とにより構成されているが、このような構成に限定されるものではない。レーザ光Ｌ３の光軸と第１の方向Ｘとが平行になるならばミラー４０１，４０２を他の角度（例えば、３０度と６０度）に傾けても良く、また、３枚以上のミラーにて反射手段を構成しても良い。さらに、図１に示すミラー４０１，４０２は、Ｙ方向に沿って隣接されているが、レーザ光が入射される方向（つまり、＋Ｘ方向）と大体直交する方向であれば第２の方向に沿って隣接されていても良い。

なお、第１反射手段４０は移動可能に構成する必要があるが、その移動は第１の方向Ｘに沿うようにして行うと良い。その移動のためには、第１反射手段４０のミラー４０１，４０２を支持部材４０３に支持させて、該支持部材４０３を第１の方向Ｘに沿って移動可能に構成すると良い。これらのミラーを第２導光部５から遠ざける程（符号４０１’，４０２’参照）、第１導光部４におけるレーザ光の光路長は長くなり、これらのミラー４０１，４０２を第２導光部５へ近づける程、レーザ光の光路長（第１導光部４における光路長）は短くなる。また、第１反射手段４０の移動駆動は駆動手段４６によって行うと良い。さらに、レーザ加工ヘッド３が移動した場合にレーザ光の光路長（レーザ光発生手段２からレーザ加工ヘッド３までの全体の光路長）が略一定となるような第１反射手段４０の移動量を演算する移動量演算手段４７を設け、前記駆動手段４６がその演算結果に基づき第１反射手段４０を移動駆動し、レーザ光発生手段２からレーザ加工ヘッド３までのレーザ光の光路長を略一定に保つようにすると良い。本発明によれば、レーザ加工ヘッド３の移動位置にかかわらずレーザ光発生手段２からレーザ加工ヘッド３までのレーザ光の光路長を略一定に保つことができ、加工品質を一定に保つことができる。

なお、光路長調整用の第１反射手段４０を第１導光部４にではなくて第２導光部５に配置することも考えられるが、その場合には、第１反射手段４０を駆動する手段４６も該導光部５に配置しなければならないため、それらを支持する第２導光部５は堅固なものとしなければならず、それに伴い、第２導光部５の重量が増えて、第２導光部５を移動駆動する上で障害になってしまうという問題がある。例えば、
・ 第２導光部５の駆動手段として高出力のものを使用しなければならないという問題や、
・ 第２導光部５の移動時や停止時に大きな慣性力が作用してレーザ加工ヘッド３の位置が微妙にずれてしまい、加工精度が悪くなってしまうなどの問題や、
・ 更に、図に示すレーザ加工機では、第２導光部５が、ワークＷを支持するワーク支持部９（及び、符号Ｔで示すテーブル）を跨ぐ形で略門形に設けられているので、該長尺状の第２導光部５には、自重による撓み変形が生じてしまうおそれが高く、そのような撓み変形が生じた場合には、レーザ加工ヘッド３の位置がずれ、レーザ加工精度が悪くなってしまうなどの問題、
がある。これに対し、本発明のように、第１反射手段４０を第１導光部４（テーブルＴの側方に設けられた第１導光部４）に配置した場合には第２導光部５を小型化・軽量化でき、第２導光部５の移動駆動をスムーズにすることができる。

次に、光路長調整方法について説明する。

いま、第２導光部５が基準位置から第１方向ＸにΔＸだけ移動し、レーザ加工ヘッド３が基準位置から第２方向ＹにΔＹだけ移動した場合を考える。第１反射手段４０を移動駆動しなければ、レーザ光発生手段２からレーザ加工ヘッド３までの光路長はその移動によって（ΔＸ＋ΔＹ）だけ長くなってしまうが、第１反射手段４０を（ΔＸ＋ΔＹ）／２だけ第２導光部５に近付く方向（すなわち、−Ｘ方向）に移動するとレーザ光Ｌ１及びＬ３の光路長がいずれも（ΔＸ＋ΔＹ）／２だけ短くなり、全光路長（つまり、レーザ光発生手段２からレーザ加工ヘッド３までの光路長）は略一定に維持されることとなる。

ところで、本発明に係るレーザ加工機１は、図７に示すように、主制御部１００を有しており、主制御部１００にはバス線１０１を介して、入力部１０２や軸制御部１０３や加工プログラムメモリ１０４やデータベース１０５やシステムメモリ１０６などが接続されている。

なお、入力部１０２は、キーボードなどでワークＷの形状情報やレーザ加工ヘッド３の位置情報等を入力するためのものであり、加工プログラムメモリ１０４は、作成された加工プログラムを格納しておくためのものである。また、軸制御部１０３は、駆動手段８ａ，８ｂ等を制御してレーザ加工ヘッド３を移動駆動するためのものである。

図１は、本発明に係るレーザ加工機の概略構造を説明するための模式図である。 図２は、本発明に係るレーザ加工機の全体構造の一例を示す外観斜視図である。 図３は、第１導光部から第２導光部への光取り込み部の詳細構造を示す斜視図である。 図４は、図３のＥ−Ｅ断面図である。 図５は、図４のＦ−Ｆ断面図である。 図６は、図５のシール部分の詳細断面図である。 図７は、本発明に係るレーザ加工機の制御ブロック図である。 図８は、従来のレーザ加工機の構造の一例を示す模式図である。

符号の説明

１ レーザ加工機
２ レーザ光発生手段
３ レーザ加工ヘッド
４ 第１導光部
４ａ 第１開口部
５ 第２導光部
５ａ 第２開口部
４０ 第１反射手段
４１ 第２反射手段
５１ 第３反射手段
Ｂ１ 第１ベルト部材
Ｂ２ 第２ベルト部材
Ｘ 第１の方向
Ｙ 第２の方向

Claims (3)

1. レーザ光を発生させるレーザ光発生手段と、該レーザ光発生手段からのレーザ光を第１の方向に導く第１導光部と、該第１導光部からのレーザ光を第２の方向に導く第２導光部と、該第２導光部に近接して配置されると共に移動駆動されながら前記第１導光部及び前記第２導光部を通過してきたレーザ光をワークに照射するレーザ加工ヘッドと、を備えたレーザ加工機において、
   移動可能に前記第１導光部に配置されると共にレーザ光の反射位置が変更されることに基づきレーザ光の光路長を調整する第１反射手段と、
   該第１反射手段に対向するように前記第２導光部に支持されて、該第１反射手段にて反射されたレーザ光を前記第２導光部に導き入れる第２反射手段と、を有し、
   前記第２導光部は、少なくとも一部分が前記第１導光部に近接した状態で前記第１の方向に沿って移動駆動され、
   前記第２反射手段は、前記第２導光部の側であって前記第１導光部に近接する部分に支持されていて、該第２導光部と連動的に移動駆動され、
   前記第１導光部には、前記第２導光部が近接する側に前記第１の方向に沿って第１開口部が形成され、
   該第１開口部に沿うように第１ベルト部材が配置され、
   前記第２導光部に、前記第１ベルト部材による前記第１開口部の閉塞を部分的に解除してレーザ光の取り込みを可能とする第１移動ユニットを設け、
   該第１ベルト部材は、前記第２導光部が近接する部分以外では前記第１開口部を閉塞するように配置され、前記第２導光部が近接する部分では、前記第１移動ユニットにより、前記第１開口部を閉塞しないように、前記第１導光部から離間した位置に配置されて前記第２導光部へのレーザ光の導入を許容し、
   前記第２反射手段は、前記第１移動ユニットに支持されて、前記第１導光部の内部に突出する形で設けられており、
   前記第１移動ユニットには、反射ミラーを、前記第１導光部から離間した位置に配置された状態の第１ベルト部材の前記第１開口部側に、前記第２反射手段から反射されたレーザ光を前記第２の方向に反射し得るように設け、
   前記第１ベルト部材は、スチールベルトであり、前記第１開口部には、該開口部の両縁部に沿ってマグネットを配置し、前記第２導光部が近接する部分以外で前記第１ベルト部材と第１導光部との間に隙間が生じないようにした、
   ことを特徴として構成したレーザ加工機。
   
2. 前記レーザ加工ヘッドは、前記第２導光部に近接した状態で前記第２の方向に沿って移動駆動され、
   前記第２導光部から前記レーザ加工ヘッドへのレーザ光の導入は、前記レーザ加工ヘッドと共に移動する第３反射手段により行われる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のレーザ加工機。
3. 前記第２導光部には、前記第２の方向に沿って第２開口部が形成され、
   該第２開口部に沿うように第２ベルト部材が配置され、
   該第２ベルト部材は、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分以外では前記第２開口部を閉塞するように配置され、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分では前記第２開口部を閉塞しないように配置されて前記レーザ加工ヘッドへのレーザ光の導入を許容し、
   前記第２ベルト部材は、スチールベルトであり、前記第２開口部には、該開口部の両縁部に沿ってマグネットを配置し、前記レーザ加工ヘッドが近接する部分以外で前記第２ベルト部材と第２導光部との間に隙間が生じないようにした、
   ことを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工機。
   

Images